Погрешность метода приведения плотности нефти к нормальным условиям в Измерительно – Вычислительном Комплексе «МикроТЭК» Автор: Р.М. Роженок Зам. главного метролога ООО НПП ТЭК. В настоящее время при проведении учетно-расчетных операций в единицах массы на оперативных и коммерческих узлах учета нефтепродуктов, важным моментом является приведение измеренной плотности поточным плотномером к нормальным условиям, т.к. в большинстве случаев условия измерения объема и плотности отличаются друг от друга и от нормальных условий (нормальные условия - температура: 20°С, избыточное давление: 0 Па). Существует множество способов приведения плотности продукта к нормальным условиям, в данной статье рассмотрим три. Первый – приведение плотности по API (метод последовательного приближения), второй – по формуле (1) МИ 2153-2001, третий – табличный по таблице Б.1 МИ 2153-2001. Все эти методы широко применяются в различных измерительных комплексах отечественного и импортного производства, предназначенных для учета нефтепродуктов. В 2002 году НПП Томская Электронная Компания разработала и серийно выпускает измерительно-вычислительный комплекс «МикроТЭК», предназначенный для проведения операций оперативного и коммерческого учета нефтепродуктов и природного газа. ИВК «МикроТЭК» является метрологически обеспеченной системой, с методикой поверки, использующей стандартные эталоны и аттестованной методикой выполнения измерений. ИВК МикроТЭК имеет сертификат об утверждении средств измерений RU.С.34.000.А №19368 и свидетельство об аттестации МВИ № 208/163-03. В ИВК «МикроТЭК» применен второй метод приведения плотности к нормальным условиям. Сравнительный анализ всех трех методов был проведен в прикладной программе «MathCAD 2001i». Программа расчета плотности в нормальных условиях методом последовательного приближения приведена на рисунке 1 Рисунок 1– Алгоритм расчета плотности методом последовательного приближения Программа расчета плотности в нормальных условиях по МИ 2153 приведена на рисунке 2. Рисунок 2– Алгоритм расчета плотности в нормальных условиях по МИ2153. Исходными данными для расчета являются плотность в некоторых условиях t и Р, температура и давление. Результаты расчетов первого и второго метода можно сравнивать друг с другом при любом рабочем значении плотности, температуры и давлении нефти, а сравнение с третьим методом (таблица Б.1. МИ 2153-2001) можно проводить только при избыточном давлении нефти равном нулю, т.к. в таблице приведена зависимость плотности только от температуры. В связи с этим 3 метод является не применимым для коррекции плотности нефти, находящейся в трубопроводе. В таблице 1 представлены некоторые сравнительные результаты расчетов по трем методам. Таблица 1 – Результаты расчетов. № T, °С Р, МПа ρ, кг/м3 Метод1 п.п. 1. 790 778,22 2. 820 808,66 5 0 3. 850 839,07 4. 870 859,32 5. 5 899,80 6. 25 913,36 0 910 7. 45 926,65 8. 65 939,66 9. 0,1 913,31 10. 0,5 913,07 25 910 11. 1 912,78 12. 2 912,19 Метод2 Метод3 δ1_2, % δ1_3, % δ2_3, % 778,45 808,77 839,16 859,42 899,97 913,33 926,52 939,48 913,27 913,04 912,75 912,18 778,50 809,00 839,40 859,70 900,20 913,20 926,10 938,60 - -0,0303 -0,0135 -0,0112 -0,0107 -0,0185 0,0042 0,0144 0,0187 0,0041 0,0038 0,0032 0,0021 -0,0357 -0,0419 -0,0395 -0,0437 -0,0444 0,0180 0,0594 0,1129 - -0,0054 -0,0284 -0,0283 -0,0330 -0,0259 0,0138 0,0450 0,0942 - Примечание: δ1_2, %, δ1_3, %, δ2_3, % - относительные погрешности первого метода относительно второго, первого относительно третьего, второго относительно третьего. Как видно из представленных данных в таблице, сходимость результатов всех трех методов удовлетворяет требованиям по точности коммерческого учета. Как уже было сказано выше, в ИВК МикроТЭК применен расчетный метод №2 по формуле (1) МИ 2153-2001, но здесь есть один очень важный момент, коэффициенты термического расширения и сжимаемости нефти зависят от ее плотности и температуры (зависимости этих коэффициентов приведены в таблицах А.1 и А.2 соответственно в МИ 2153-2001). Весь этот алгоритм и реализован в ИВК МикроТЭК. Этот алгоритм в МикроТЭК применяется не только для приведения плотности к нормальным условиям, но для приведения плотности к условиям измерения объема для дальнейших расчетов массы нефти. Также для уменьшения других погрешностей при проведении расчетов массы нефти в ИВК МикроТЭК, применены специальные программные средства, а именно: - автоматическая коррекция расхода нефти по текущим значениям температуры, давления, влажности, плотности, вязкости; - автоматический расчет текущего коэффициента преобразования расходомера по пяти калибровочным точкам; - измерение времени наработки расходомера; - контроль метрологических характеристик расходомера (режим сличения по контрольной линии); - контроль диапазона измерения расхода; - возможность подключения поточного плотномера, вискозиметра и влагомера нефти; Таким образом, реализованный в ИВК «МикроТЭК» алгоритм приведения плотности нефти к нормальным условиям не уступает по точности американскому стандарту API, а суммарная относительная погрешность ИВК «МикроТЭК» при измерении и вычислении объема и массы нефти без учета погрешности датчиков не превышает ± 0,05 %, что является разрешающим условием применять комплекс в коммерческих операциях учета нефтепродуктов. Именно с такой погрешностью и был сертифицирован «МикроТЭК».